Yurii Mongol
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Il y a une limite à la vitesse à laquelle les informations peuvent se déplacer dans l'univers, tout comme il y a une limite à la vitesse à laquelle tout le reste peut se déplacer dans l'univers. C'est une regle. Mais une équipe de physiciens quantiques, comme le font souvent les physiciens quantiques, a trouvé comment le plier.
Dans des circonstances normales, la limite ultime du transfert d'informations - la bande passante de l'univers - est d'un bit par particule fondamentale, ne se déplaçant pas plus vite que la vitesse de la lumière. C'est dans «l'univers classique», la façon dont les choses se comportent avant que la physique quantique ne soit impliquée.
Voici d'où vient cette limite: si vous voulez envoyer un message composé des bits «1» ou «0» à votre ami à une année-lumière et que vous n'avez qu'un seul photon, vous pouvez encoder ce nombre binaire unique dans le photon et envoyez-le en sifflant vers votre ami à la vitesse de la lumière. Cet ami recevra le message un an plus tard. Si votre ami veut utiliser ce photon pour vous renvoyer un message binaire, vous devrez attendre une autre année. Si vous souhaitez envoyer plus d'informations pendant cette période, vous aurez besoin de plus de photons. [Album: Les plus belles équations du monde]
Mais dans un nouvel article publié le 8 février dans la revue Physical Review Letters, une paire de physiciens quantiques a montré qu'il est théoriquement possible de doubler cette bande passante..
La technique décrite dans l'article, intitulée "Communication bidirectionnelle avec une seule particule quantique", ne vous permet pas d'envoyer à votre ami deux bits avec une particule. Mais cela vous permet, à vous et à votre ami, de vous envoyer chacun une information en utilisant la même particule en même temps.
Si deux personnes veulent réussir cette astuce, ont écrit les chercheurs, elles doivent placer la particule dans une «superposition d'emplacements spatiaux différents».
"C'est généralement décrit comme étant à deux endroits en même temps", a déclaré le co-auteur de l'étude Flavio Del Santo, de l'Université de Vienne. .
La réalité est un peu plus compliquée, mais imaginer la particule à deux endroits à la fois est un raccourci utile pour comprendre ce qui se passe ici.
De cette façon, Alice et Bob (c'est ce que Del Santo et son co-auteur Borivoje Dakić, de l'Institut pour l'optique quantique et l'information quantique en Autriche, ont appelé leurs communicateurs quantiques) ont chacun la même particule au début de la communication. Et chacun des communicateurs, a déclaré Del Santo, peut encoder un seul bit d'information, un 1 ou un zéro, dans la particule.
Leur communication est encore limitée par la vitesse de la lumière. Quand Alice encode un "1" dans la particule, Bob ne la voit pas immédiatement. Elle doit encore lui renvoyer la particule. Mais cette situation est particulière, car Alice et Bob peuvent chacun encoder un peu d'information dans la particule et se renvoyer l'un vers l'autre en même temps.
Le message que chacun d'eux verra lorsque la particule arrivera sera le résultat de leur propre information et de celles de leur interlocuteur additionnées. Si Alice a encodé un zéro et Bob un 1, ils verront chacun un 1. Mais comme Alice sait qu'elle a mis un zéro, elle saura que Bob a mis un 1. Et parce que Bob sait qu'il a mis un 1, il ' Je saurai qu'Alice a mis un zéro. Si les deux mettent 1, ou les deux mis à zéro, le résultat sera zéro.
Dans chaque situation, les deux récepteurs sauront quel bit l'autre a envoyé - et ils auront réduit de moitié le temps qu'il faut habituellement à deux personnes pour s'envoyer des bits en utilisant une seule particule.
Bande passante doublée.
Cela fonctionne dans le monde réel
L'article, publié dans la revue Physical Review Letters, était purement théorique, mais Del Santo et Dakić se sont associés à une équipe d'expérimentateurs de l'Université de Vienne pour montrer que la méthode peut fonctionner dans le monde réel..
Cette partie de leurs résultats n'a pas encore fait l'objet d'un examen par des pairs et d'une publication dans un journal, mais elle est disponible sur le serveur de pré-impression arXiv.
Les chercheurs ont utilisé des séparateurs de faisceau pour séparer les photons en superposition spatiale, ce qui signifie qu'ils étaient, dans un sens, à deux endroits à la fois. Ce faisant, les scientifiques ont écrit, ils ont obtenu exactement ce que le premier article décrivait: encoder des bits en photons divisés, les mélanger et interpréter les résultats..
Les chercheurs ont également montré qu'avec une légère modification, cette technique pouvait être utilisée pour mener une communication parfaitement sécurisée. Si l'un des communicateurs, Alice, entre une chaîne aléatoire de bits et que Bob encode le message vrai et cohérent, aucun espionne ne pourra jamais comprendre ce que Bob disait à Alice sans savoir ce qu'Alice avait encodé, a déclaré Del Santo..
Publié à l'origine le .